안녕하세요. 강상우 전문가입니다.
화학공학
Q. 은(Ag) 금속은 어떻게 항균 작용을 하나요?
안녕하세요. 강상우 과학전문가입니다.은(Ag) 금속은 세균, 바이러스, 곰팡이 등 다양한 미생물에 항균 작용을 하는 것으로 알려져 있습니다. 은의 항균 작용은 크게 두 가지 기작으로 설명할 수 있습니다.첫 번째 기작은 은 이온(Ag+)의 산화 작용입니다. 은 이온은 세포막을 손상시켜 세포를 죽이는 역할을 합니다. 은 이온은 세포막의 지질을 산화시켜, 세포막의 구조를 파괴하고, 세포 내로 영양분과 산소의 유입을 방해합니다.두 번째 기작은 은의 자유 전자(e-)의 전달입니다. 은은 자유 전자를 가지고 있는데, 이 자유 전자는 세균의 DNA와 결합하여, DNA의 구조를 변형시킵니다. 이로 인해 세균은 증식할 수 없게 됩니다.은의 항균 작용은 은의 표면적과 농도에 따라 달라집니다. 은의 표면적이 클수록, 은 이온의 생성이 많아져 항균 효과가 높아집니다. 또한, 은의 농도가 높을수록, 항균 효과가 높아집니다.은의 항균 작용은 다양한 분야에서 활용되고 있습니다. 은은 의료용 소독제, 식품 포장재, 의류, 화장품 등에 사용되고 있습니다.은의 항균 작용에 대한 연구는 계속되고 있습니다. 은의 항균 작용에 대한 기작을 보다 자세히 이해함으로써, 은을 더욱 효과적으로 활용할 수 있을 것으로 기대됩니다.
지구과학·천문우주
Q. 현재의 달력은 어떤 과학적 계산 및 원리에 의한 것인가요?
안녕하세요. 강상우 과학전문가입니다.현재의 달력은 그레고리력(Gregorian calendar)이라고 불리는 달력으로, 과학적 계산과 원리에 의해 만들어진 달력입니다.그레고리력은 지구의 공전주기와 자전주기를 바탕으로 만들어진 달력으로, 1년을 365일로 정하고, 윤년을 4년에 1회 추가하여, 평균적으로 1년을 365.2425일로 맞추고 있습니다.그레고리력의 과학적 계산 및 원리는 다음과 같습니다.지구의 공전주기지구는 태양 주위를 공전하는데, 이 공전주기는 약 365.2425일입니다. 따라서, 1년을 365일로 정하고, 윤년을 4년에 1회 추가하여, 평균적으로 1년을 365.2425일로 맞추고 있습니다.지구의 자전주기지구는 자전축을 중심으로 하루에 한 번 자전하는데, 이 자전주기는 약 24시간입니다. 따라서, 하루를 24시간으로 정하고 있습니다.윤년지구의 공전주기와 자전주기가 정확히 맞지 않기 때문에, 4년마다 1일씩 더해 주어야 합니다. 이를 윤년이라고 합니다. 윤년은 2월 29일로, 평년에는 28일이지만, 윤년에는 29일입니다.그레고리력은 1582년 교황 그레고리 13세가 기존의 율리우스력의 오류를 수정하여 만든 달력으로, 현재 전 세계에서 가장 널리 사용되는 달력입니다.
생물·생명
Q. 유전자와 DNA는 같은 개념인가요?
안녕하세요. 강상우 과학전문가입니다.유전자와 DNA는 같은 개념이 아닙니다. 유전자는 DNA의 일부분으로, 특정 단백질을 합성하기 위한 암호를 담고 있습니다. DNA는 유전자가 포함된 긴 분자로, 세포의 핵에 존재합니다.유전자는 DNA의 염기서열로 구성되어 있습니다. 염기는 A, T, C, G의 네 가지 종류가 있으며, 서로 상보적으로 결합합니다. 예를 들어, A는 T와, C는 G와 결합합니다. 유전자는 이러한 염기서열의 배열에 따라 특정 단백질을 합성하는 암호를 가지고 있습니다.따라서, 유전자는 DNA의 일부분으로, 특정 단백질을 합성하기 위한 암호를 담고 있는 개념이라고 할 수 있습니다.
전기·전자
Q. 라이다 센서와 레이더 센서는 어떻게 다른 기술인가요?
안녕하세요. 강상우 과학전문가입니다.라이다 센서와 레이더 센서는 모두 주변 환경을 감지하기 위해 사용되는 센서이지만, 사용하는 원리와 장단점이 다릅니다.라이다 센서는 레이저를 사용하여 물체와의 거리, 속도, 방향을 측정하는 센서입니다. 레이저는 가시광선보다 짧은 파장의 빛으로, 물체에 맞고 되돌아오는 시간을 측정하여 물체와의 거리를 측정합니다. 또한, 레이저의 주파수를 측정하여 물체의 속도를 측정할 수 있습니다.레이더 센서는 전파를 사용하여 물체와의 거리, 속도, 방향을 측정하는 센서입니다. 전파는 레이저보다 파장이 길지만, 레이저와 같은 원리로 물체와의 거리, 속도, 방향을 측정할 수 있습니다.
물리
Q. 산술평균, 기하평균, 그리고 산술기하평균은 어떻게 다른가요?
안녕하세요. 강상우 과학전문가입니다.산술평균, 기하평균, 그리고 산술기하평균은 모두 평균을 나타내는 개념이지만, 계산 방법과 의미가 다릅니다.산술평균은 데이터의 합을 데이터의 개수로 나눈 값입니다. 예를 들어, 1, 2, 3, 4의 산술평균은 (1 + 2 + 3 + 4) / 4 = 2.5입니다.기하평균은 데이터의 곱을 데이터의 개수로 거듭제곱한 값입니다. 예를 들어, 1, 2, 3, 4의 기하평균은 (1 * 2 * 3 * 4)^(1/4) = 2.236입니다.산술기하평균은 산술평균과 기하평균의 중간값입니다. 산술평균이 기하평균보다 항상 크거나 같으며, 두 값이 같을 때는 데이터의 모든 값이 동일할 때입니다.
지구과학·천문우주
Q. 해시계의 정확도는 지금의 시계와 별 차이가 없나요.
안녕하세요. 강상우 과학전문가입니다.해시계의 정확도는 지금의 시계와 비교하면 크게 떨어집니다. 해시계는 태양의 위치를 이용하여 시간을 측정하는 장치이기 때문에, 태양의 위치에 따라 오차가 발생합니다. 또한, 지구의 자전축 기울기와 공전궤도, 대기의 영향 등으로 인해 오차가 발생할 수 있습니다.일반적으로 해시계의 오차는 하루에 약 1분 정도입니다. 이는 1년 동안 약 6시간의 오차를 의미합니다. 따라서 해시계를 정확하게 사용하기 위해서는 매일 1분씩 시간을 조정해야 합니다.반면, 지금의 시계는 전자 부품과 수치 제어 기술을 사용하여 정확한 시간을 측정합니다. 기계식 시계의 경우에도 초정밀 튜닝을 통해 오차를 최소화할 수 있습니다. 따라서 지금의 시계는 해시계에 비해 훨씬 정확한 시간을 측정할 수 있습니다.
전기·전자
Q. 에어콘의 작동원리는 무엇인가요?
안녕하세요. 강상우 과학전문가입니다.에어컨은 냉매의 기화열을 이용하여 실내의 공기를 냉각하는 장치입니다. 냉매는 기체와 액체의 상태를 자유롭게 변화할 수 있는 물질로, 기체가 기화될 때 주위에서 열을 흡수하는 성질을 가지고 있습니다.에어컨의 작동 과정은 다음과 같습니다.실내기의 압축기에서 냉매를 고압의 기체로 압축합니다.고압의 기체 냉매는 실외기의 응축기에서 열을 방출하면서 액체로 응축됩니다.액체 냉매는 팽창밸브를 통해 압력이 낮아지고, 실내기의 증발기에서 기화되면서 주위의 열을 흡수하여 실내를 냉각합니다.기화된 냉매는 실내기의 압축기로 다시 이동하여 1번 과정을 반복합니다.
지구과학·천문우주
Q. 흑점은 태양 표면에서 발견되는데, 어떤 특징을 가지고 어떻게 형성되는지 설명해주세요.
안녕하세요. 강상우 과학전문가입니다.흑점은 태양 표면에 나타나는 암갈색의 어두운 부분입니다. 태양 표면의 온도가 평균 5,500도인 반면, 흑점의 온도는 약 3,800도 정도로, 태양 표면의 온도보다 약 1,700도 낮습니다. 흑점은 태양의 자기장과 밀접한 관련이 있습니다.흑점은 다음과 같은 특징을 가지고 있습니다.크기: 흑점의 크기는 다양하며, 작은 것은 직경이 몇 킬로미터에 불과하지만, 큰 것은 직경이 수만 킬로미터에 달하기도 합니다.모양: 흑점은 일반적으로 타원형이나 둥근 모양을 하고 있습니다.수명: 흑점은 몇 시간에서 몇 주까지 지속됩니다.위치: 흑점은 태양의 적도 근처에서 가장 많이 발견됩니다.흑점은 태양의 자기장이 강한 곳에서 형성됩니다. 태양의 내부는 매우 뜨겁고 뜨거운 플라즈마가 매우 빠른 속도로 움직이고 있습니다. 이 과정에서 태양의 자기장이 발생합니다. 자기장은 전하를 띠는 입자들을 끌어당기고, 흑점은 이러한 입자들이 모여 형성됩니다.흑점은 태양의 활동과 밀접한 관련이 있습니다. 흑점이 많을수록 태양의 활동이 활발해지고, 태양풍이 강해집니다. 태양풍은 지구의 자기권을 교란시켜, 지구에 전파 방해, 오로라 등의 현상을 일으킬 수 있습니다.
전기·전자
Q. 과거의 흑백 영상 또는 오래된 영상을 수준높게 복구하는 것은 어떤 과학 기술인가요?
안녕하세요. 강상우 과학전문가입니다.과거의 흑백 영상 또는 오래된 영상을 수준높게 복구하는 과학 기술은 크게 두 가지로 나눌 수 있습니다.첫 번째는 인공지능(AI)을 이용한 방법입니다. AI를 이용하면 영상의 노이즈를 제거하고, 해상도를 높이고, 색상을 복원할 수 있습니다. AI는 영상의 패턴을 학습하여, 영상의 손상된 부분을 보완할 수 있습니다.두 번째는 딥러닝(deep learning)을 이용한 방법입니다. 딥러닝은 AI의 한 분야로, 컴퓨터가 인간의 뇌처럼 학습할 수 있도록 하는 기술입니다. 딥러닝을 이용하면 영상의 손상된 부분을 더욱 정밀하게 복구할 수 있습니다.이러한 기술을 이용하여 복구된 영상은 과거의 모습을 생생하게 재현할 수 있습니다. 또한, 역사적 연구에도 중요한 자료로 활용될 수 있습니다.
전기·전자
Q. 진공상태에서는 소리 전달이 안되나요?
안녕하세요. 강상우 과학전문가입니다.진공상태에서는 소리가 전달되지 않습니다. 소리는 공기, 물, 금속 등과 같은 매질을 통해 전달되는 탄성파입니다. 탄성파는 매질의 진동을 통해 전달되는 파동으로, 매질이 없으면 전달될 수 없습니다.진공은 아무것도 없는 공간이기 때문에, 소리가 전달될 매질이 없습니다. 따라서 진공상태에서는 소리가 전달되지 않습니다.이를 실험으로 확인할 수 있습니다. 빈 플라스크에 소리를 발생시키면, 소리는 플라스크 내부의 공기를 진동시켜 소리가 전달됩니다. 그러나 플라스크에 진공 펌프를 연결하여 진공 상태로 만들면, 소리가 전달되지 않습니다.